在纽约，一个穷凶极恶的外星罪犯鲍里斯从月球监狱越狱，他穿越回1969年，杀死了年轻的K特工，导致整个时间线崩塌，现代世界的K瞬间消失。为了救回搭档，J特工不得不追随鲍里斯的足迹，回到1969年的美国。那时的黑衣人总部风格迥异，科技还很复古，而J最大的挑战是找到了年轻的、性格孤僻的K。年轻的K根本不信任这个自称来自未来的奇怪黑人。J必须在阿波罗11号发射当天，一边保护年轻K免遭刺杀，一边追捕鲍里斯，一边还要适应60年代的种族歧视和古怪时尚，过程笑料百出。
虽然是系列第三部，但时空穿越的设定让故事焕然一新。威尔·史密斯和年轻版K之间的化学反应堪称完美，比前两部的组合更有趣。影片对60年代的戏仿非常到位，怀旧又搞笑。结尾关于K和J父子情的伏笔处理得极其催泪，升华了整个系列的情感厚度。
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